2019, Vol. 21
2. 江苏省农业科学院 植物保护研究所，南京 210014
, ZHANG Guo1, MIAO Kang1, ZHAO Laicheng1, YANG Hongfu1, FANG Jichao2, GUO Huifang2, ZHUANG Yiqing1, YAO Kebing1, SHU Zhaolin1
2. Institute of Plant Protection, Jiangsu Academy of Agricultural Science, Nanjing 210014, China
稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis是水稻上一种重要的迁飞性害虫，对水稻生产威胁严重，其在亚洲各水稻种植区普遍发生，以幼虫取食叶片为害并形成虫苞，影响水稻的光合作用而造成减产，严重时减产可达50%以上甚至绝收[1-2]。目前对于稻纵卷叶螟的防治仍主要依赖于化学药剂，用量较大的有阿维菌素、毒死蜱、氯虫苯甲酰胺和茚虫威单剂及其复配制剂[3]。
氯虫苯甲酰胺 (chlorantraniliprole) 是美国杜邦公司开发的第一个具有邻酰胺苯甲酰胺类化学结构的新型高效广谱杀虫剂，自进入中国市场后已成为防治水稻稻纵卷叶螟的重要品种，田间应用以茎叶喷雾为主[4]。氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟的田间防效可达90%以上，且持效期长[5]。氯虫苯甲酰胺具有优异的自下而上内吸传导特性[6]，利用这一特性可将其开发为种子处理药剂。例如，采用杜邦公司生产的商品化制剂Dermacor® X-100(50%氯虫苯甲酰胺悬浮种衣剂) 进行水稻种子处理防治稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel，可显著减少田间稻水象甲种群数量[7-9]；商品制剂路明卫®(50%氯虫苯甲酰胺种子处理悬浮剂) 已于2014年初获得在中国玉米作物上使用的登记，用于防治小地老虎Agrotis ypsilon Rottemberg等鳞翅目害虫，同时正陆续登记在其他作物上用于害虫防治。利用化学药剂种子处理防治水稻种传病害和苗期病虫害的研究较多，主要通过浸种或者拌种方式防治恶苗病、干尖线虫病及苗期稻飞虱 (主要是灰飞虱Laodelphax striatellus) 等[10-11]。詹国荣等[12]在直播田中利用5%氟虫腈悬浮剂、5%氟虫腈悬浮剂+吡虫啉可湿性粉剂以及200 g/L氯虫苯甲酰胺乳油药剂拌种，发现对稻纵卷叶螟、二化螟Chilo suppressalis Walker、稻蓟马及稻飞虱防效较好，且持效期较长，在药后48 d仍可维持较高防效水平。唐涛等[13]利用24%氟虫双酰胺水分散粒剂按每千克种子1~4 g药剂有效成分的剂量进行包衣处理，对稻纵卷叶螟的控制效果较好，播种后64 d防效仍在63.19%~77.27%之间。但尚未见将氯虫苯甲酰胺用于水稻种子处理防治稻纵卷叶螟的系统性研究报道。
本研究以江苏省丘陵地区单季粳稻上稻纵卷叶螟为防治对象，系统研究了氯虫苯甲酰胺处理水稻种子后对稻纵卷叶螟的防治效果和控制时长，以及对种子发芽及出苗的安全性，同时分析了药剂拌种处理对田间捕食性天敌蜘蛛的安全性以及药剂在最终收获稻谷中的残留情况，以期为生产上应用氯虫苯甲酰胺处理种子治理稻纵卷叶螟提供理论基础与技术支撑。
1 材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 水稻水稻品种为南粳9108 (由江苏省农业科学院粮食作物研究所选育)，江苏省丘陵地区粳稻主栽品种。
1.1.2 药剂及主要仪器20%氯虫苯甲酰胺 (chlorantraniliprole) 悬浮剂 (SC)，美国杜邦公司产品；长江-10型电动喷雾器，苏州农业药械有限公司生产。
1.2 试验方法 1.2.1 拌种采用人工拌种的方法，按照药种质量比为1 : 25的比例进行拌种。称取一定量水稻种子置于网袋中，清水浸种48 h后沥干24 h。按各试验需要分别量取20%氯虫苯甲酰胺SC，加入红色指示剂，余量用清水补齐。将沥干后的种子与药液同时加入一次性加厚塑料袋 (40 cm × 60 cm) 中，快速翻动混匀，使种子与药液充分接触，待整个袋子中种子呈现均匀红色后平铺于纸上，阴干备用。
1.2.2 田间试验分别于2015和2016年进行田间试验。试验田选在江苏省镇江市农业科学院农业科技创新中心 (行香) 基地，该地区田块规整，砂质壤土，肥水一致。水稻种植方式分为直播 (旱直播)、旱育手栽秧及旱育机插秧3种模式，对应的用种量分别为90、75和60 kg/hm2。2015年试验中，氯虫苯甲酰胺处理浓度分别为有效成分30、60及90 g/hm2(分别称为低浓度、中浓度和中高浓度，以下同)，同时设不用任何药剂处理的空白对照田块。2016年田间试验在上年药剂浓度的基础上增加了120 g/hm2(高浓度) 处理，并增加了常规茎叶喷雾田块作为对照。常规喷雾药剂同样为20%氯虫苯甲酰胺SC，用量为有效成分150 g/hm2，加水后喷雾量为750 kg/hm2，采用长江-10型电动喷雾器均匀喷雾。
直播田块播种时间为5月18日；旱育手栽秧播种时间为5月7日，并在6月10日进行大田手栽移植；旱育机插秧播种时间为6月8日，大田机插在7月2日进行。每个浓度处理分别设3个重复小区，各小区之间利用双泥埂隔开，防止田水串流。旱育手栽与直播稻稻纵卷叶螟茎叶喷雾防治日期为7月29日，机插秧茎叶喷雾防治日期为8月11日。
调查时间选择8月25日与9月8日稻纵卷叶螟为害盛期。其中旱育手栽与机插秧每小区定点调查200穴水稻，直播稻每小区定点调查1 m2，记录各小区水稻分蘖数及白叶数，白叶数以剑叶和倒二叶出现虫苞或遭幼虫啃食出现白斑为标准，按公式 (1)~(3) 计算白叶率。同时调查田间各处理蜘蛛种群数量动态，包括狼蛛、微蛛、肖鞘、球腹蛛及跳蛛等种类，利用盘拍法[14]调查各处理蜘蛛数量，每处理调查6个点，每点调查4穴水稻。
| $ {R_{\rm{h}}}\left( {{R_{\rm{j}}}} \right)/{\text{%}} = \frac{{W_1}}{{S_1 \times B_1 \times 5}} \times 100 $ | (1) |
| $ {R_{\rm{z}}}/{\text{%}}= \frac{{W_2}}{{B_2 \times 5}} \times 100 $ | (2) |
| $ E/{\text{%}} = \frac{{R_B - R_T}}{{100 - R_B}} \times 100 $ | (3) |
式中：Rh为旱育手栽秧田间白叶率，Rj为旱育机插秧田间白叶率；W1为调查总白叶数；S1为调查穴数；B1为分蘖数。Rz为直播稻田间白叶率；W2为调查单位面积内白叶总数；B2为调查单位面积内总分蘖数。E为保叶效果；RB为各试验对照区田间白叶率；RT为各处理区田间白叶率。
1.2.3 对水稻种子的安全性试验种子发芽率测定：利用湿纸床培养法[15]并略有改进。玻璃培养皿中垫入充分润湿的吸水纸，每皿放入100粒左右各浓度药剂拌种后的水稻种子，同时设置清水浸种作为对照，每处理重复3次，置于培养箱中35 ℃下培养24 h，之后调整为25 ℃继续培养，于3 d和7 d后分别记录发芽和未发芽种子数，按公式 (4) 计算各处理种子发芽率。
| $ G/{\text{%}} = \frac{{N_{\rm{f}}}}{{N_{\rm{a}} + N_{\rm{f}}}} \times 100 $ | (4) |
式中：G为发芽率；Nf为发芽种子数；Na为未发芽种子数。
出苗率测定：分别挑选100粒各浓度药剂拌种及未经过药剂拌种的种子，均匀点播于塑料秧盘中，上覆盖薄土，保持润湿状态，放置室内暗化处理5 d后，搬至室外育苗，发芽及出苗期间及时补水，于播种15 d后调查各处理出苗情况。
1.2.4 稻米中农药残留检测于水稻收获后，采用液相色谱-串联质谱国家标准检测方法[16]，分别测定3种不同栽培模式下各浓度拌种处理和对照稻谷中氯虫苯甲酰胺的残留量。
1.3 数据处理试验结果采用Excel和SPSS 13.0R软件进行统计分析。其中各处理种子发芽率、白叶率及蜘蛛种群数量的差异性比较利用方差分析中的Tukey法进行，田间各处理保叶效果及同时期蜘蛛种群数量利用t检验进行差异性比较。
2 结果与分析 2.1 氯虫苯甲酰胺拌种对水稻种子的安全性结果 (图1) 表明：与空白对照相比，不同浓度氯虫苯甲酰胺拌种处理组水稻3 d和7 d时的发芽率及15 d时的出苗率均无显著性差异 (P ≥ 0.05)。表明氯虫苯甲酰胺拌种对水稻种子的发芽率及出苗率均无明显影响，即拌种对水稻种子发芽和出苗安全。
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图 1 不同用量氯虫苯甲酰胺拌种对水稻种子发芽率或出苗率的影响 Fig. 1 Germination or seedling rate of rice seed treated with chlorantraniliprole of different concentrations |
2.2 2015年氯虫苯甲酰胺拌种对稻纵卷叶螟的防治效果
2015年田间白叶率调查结果 (表1) 表明：直播稻栽培模式下，播种后98 d和110 d，处理组白叶率均极显著低于对照 (P < 0.01)；旱育手栽秧模式下，播种后108 d和120 d，处理组白叶率均极显著低于对照 ( P < 0.01)，同时各处理间差异显著且白叶率与氯虫苯甲酰胺用量呈负相关 (108 d：P < 0.05，128 d：P < 0.01)；旱育机插秧模式下，播种后78 d和90 d，各处理组白叶率均极显著低于对照 ( P < 0.01)。研究表明，在直播稻、旱育手栽和机插秧模式下，利用氯虫苯甲酰胺拌种对稻纵卷叶螟均有一定的控制效果，且药剂有效成分用量越高，田间白叶率越低，保叶效果越好。
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表 1 不同栽培模式下氯虫苯甲酰胺拌种对水稻田间白叶率的影响 (2015) Table 1 White leaf rate after treated with chlorantraniliprole in different cultivation modes in 2015 |
2.3 2016年氯虫苯甲酰胺拌种对稻纵卷叶螟的防治效果 2.3.1 对直播稻田间白叶率的影响
结果见表2。直播稻模式下，播种98 d后，对照田间出现稻纵卷叶螟为害症状，白叶率为1.93%；采用有效成分30、60和90 g/hm2 的氯虫苯甲酰胺拌种，保叶效果分别为66.12%~97.75%，用量越高，保叶效果越好；当氯虫苯甲酰胺有效成分用量达到120 g/hm2时，田间基本无稻纵卷叶螟为害症状发生。播种110 d后，对照田块白叶率升高了1.67%；氯虫苯甲酰胺120 g/hm2处理组田间仍无稻纵卷叶螟为害症状发生，其他各处理按有效成分用量由低到高排序，保叶效果分别提高了9.77%、1.56%和0.99%。表明水稻种子通过氯虫苯甲酰胺拌种处理后直播，试验用药量下对稻纵卷叶螟均有一定的控制效果，且田间的保叶效果与氯虫苯甲酰胺用量呈正相关。
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表 2 直播稻模式下氯虫苯甲酰胺拌种对水稻田间白叶率的影响 (2016) Table 2 Leaf protection efficiency after treated by chlorantraniliprole of different concentrations in direct-seeded rice in 2016 |
2.3.2 对旱育手栽秧田间白叶率的影响
结果见表3。旱育手栽秧模式下，田间稻纵卷叶螟为害程度较直播稻稍重，但经氯虫苯甲酰胺拌种处理后整体也表现出了良好的保叶效果，且随用药量增加，田间白叶率降低，保叶效果越好。20%氯虫苯甲酰胺SC 150 g/hm2茎叶喷雾27 d 后的保叶效果为99.94%，与中高和高浓度拌种处理之间无显著差异 (P ≥ 0.05)。播种后120 d，空白对照田间白叶率持续增加至5.93%，拌种各处理保叶效果基本略有回升，茎叶喷雾处理对稻纵卷叶螟的控制能力下降，保叶效果整体显著差于有效成分用量为120 g/hm2(P < 0.05) 拌种的处理。
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表 3 旱育手栽模式下氯虫苯甲酰胺拌种对水稻田间白叶率的影响 (2016) Table 3 Leaf protection efficiency after treated by chlorantraniliprole of different concentrations in dry-raised rice seedlings in 2016 |
2.3.3 对旱育机插秧田间白叶率的影响
结果见表4。水稻种子利用氯虫苯甲酰胺拌种处理后，经盘钵育秧、机械插秧，对田间稻纵卷叶螟也具有一定的控制效果。播种后78 d，对照田间白叶率为3.51%，氯虫苯甲酰胺有效成分90和120 g/hm2处理组田间无稻纵卷叶螟为害症状发生，常规茎叶喷雾防治保叶效果也高达99.10%。播种后90 d，各处理组保叶效果均下降，但整体上拌种处理中氯虫苯甲酰胺有效成分用量越高，保叶效果越好。
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表 4 机插秧模式下氯虫苯甲酰胺拌种对水稻田间白叶率的影响 (2016) Table 4 Leaf protection efficiency after treated by chlorantraniliprole of different concentrations in mechanically transplanted rice in 2016 |
2.4 氯虫苯甲酰胺拌种对田间蜘蛛种群数量的影响
图2-A表明：直播稻田中，空白对照田块蜘蛛种群数量随时间推移逐渐增多，整体基本高于同时期不同剂量氯虫苯甲酰胺拌种处理组，但差异不显著 (P > 0.05)，说明直播稻田利用氯虫苯甲酰胺进行拌种处理较为安全，不会对田间蜘蛛种群造成大的影响。旱育手栽秧田块调查结果 ( 图2-B) 表明：该种植模式下，总体上空白对照田块和氯虫苯甲酰胺拌种处理田块蜘蛛种群数量均随时间的推移而逐渐增多，且相互间差异不大；20%氯虫苯甲酰胺SC按有效成分150 g/hm2剂量茎叶喷雾处理，药后10 d和20 d田间蜘蛛种群数量均出现较大幅度下降；拌种处理组蜘蛛种群数量整体均高于常规茎叶喷雾处理，表明拌种的安全性高于茎叶喷雾。旱育机插秧的田间调查结果 (图2-C) 与上述情况类似：氯虫苯甲酰胺拌种处理对田间蜘蛛种群数量的影响整体上与空白对照差异不显著 (P > 0.05)，而茎叶喷雾处理药后10 d蜘蛛种群数量显著下降，且极显著低于同时期拌种处理 ( P < 0.01)，因此在机插秧模式下，氯虫苯甲酰胺拌种处理的安全性也高于常规茎叶喷雾。
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A：直播稻；B：旱育手栽秧；C：旱育机插秧。 A: direct-seeded rice; B: dry-raised rice seedlings; C: mechanically transplanted rice. 图 2 不同栽培模式下氯虫苯甲酰胺拌种对田间蜘蛛种群数量的影响 Fig. 2 Population dynamics of spiders in three types of cropping systems treated by different concentrations of chlorantraniliprole |
2.5 氯虫苯甲酰胺拌种后药剂在稻谷中残留情况
药剂残留检测结果表明：3种栽培模式下，不同剂量氯虫苯甲酰胺拌种处理组收获的稻谷样品中均未检出氯虫苯甲酰胺残留(残留量低于定量限0.000 8 mg/kg[16])。国际食品法典委员会 (CAC) 规定氯虫苯甲酰胺在粮谷中的最大允许残留限量 (MRL) 为0.02 mg/kg，日本规定其在糙米中的MRL值为0.05 mg/kg，中国规定其在糙米中的MRL值为0.5 mg/kg[17]。氯虫苯甲酰胺拌种处理后其在稻谷中的残留量均远远低于上述标准，表明采用氯虫苯甲酰胺拌种对稻谷产品的安全性较高。
3 结论与讨论采用内吸性药剂拌种处理防治病虫害已在多种农作物上得到广泛应用[18-19]，目前小麦、玉米、花生及棉花等作物在播种前基本均需通过拌种及包衣等进行种子处理，除能显著增加产量外，还可显著提高幼苗的抗逆性及抗虫、抗病性[20-23]。在中国，通过药剂浸种或拌种处理水稻种子主要用于解决种传病害或苗期病虫害[24]，但对于稻蓟马、稻飞虱或稻纵卷叶螟的长效控制目前仍难以实现[13, 25]。在水稻种植过程中，病虫害发生与防治基本处于高温季节，而江苏省丘陵地区粳稻上稻纵卷叶螟发生通常可持续4~5个世代[26-27]，常需进行多次化学防治，劳动强度大，任务繁重，在劳动力日益匮乏的形势下，省力化植保技术越来越受到人们的重视。本研究通过多年室内与田间试验，就药剂选择与剂量反复进行验证，并通过规模示范，最终提出了水稻不同栽培模式下采用氯虫苯甲酰胺拌种处理防控田间稻纵卷叶螟的可行性方案。
研究表明：水稻种子经氯虫苯甲酰胺拌种后，对种子发芽及出苗均无影响；不同栽培模式下，氯虫苯甲酰胺拌种对田间稻纵卷叶螟的防效均较为突出，保叶效果及持效期远优于常规茎叶喷雾防治。氯虫苯甲酰胺为低风险化学药剂[28]，本研究也表明，采用氯虫苯甲酰胺拌种对天敌较为安全，其对田间蜘蛛种群的伤害低于常规茎叶喷雾处理，同时其在稻谷中的残留量远低于相关MRL标准。将开放式给药转变为隐蔽式携药，利用内吸性药剂的“生物抽提”机制将药剂输送至植株各部位，避免常规茎叶喷淋方式下药剂直接接触天敌，可显著减少对天敌的伤害[29-30]，同时降低农药残留风险。
江苏省丘陵地区粳稻从播种至抽穗初期，针对稻纵卷叶螟的常规防治至少需要2次以上[31]。2015与2016年，该地区稻纵卷叶螟均为中等程度发生年份[32-33]，本研究中利用氯虫苯甲酰胺进行拌种处理，直播稻药剂用量为有效成分60~90 g/hm2、旱育手栽为90~120 g/hm2、机插秧为60~90 g/hm2 即可确保水稻播种后100 d左右无稻纵卷叶螟为害大发生。表明在稻纵卷叶螟中等发生年份，采用氯虫苯甲酰胺进行拌种处理，江苏省前3代稻纵卷叶螟的为害基本可控，同时也可降低第4代稻纵卷叶螟虫源基数，节省2次以上常规茎叶喷雾防治，之后刚好和水稻穗期衔接，该时期是防治多种病虫害的关键时期，为生产上必须防治时期，对第4代稻纵卷叶螟的防治可结合此时期共同进行。
综上所述，利用氯虫苯甲酰胺拌种处理对田间稻纵卷叶螟的防治效果较好，且可减少水稻前中期稻纵卷叶螟的防治次数，简化防治措施，同时其残留风险低，对天敌较为安全。后续研究可将氯虫苯甲酰胺的剂型研制作为突破重点，通过选择合适的剂型及优化助剂等，促进种子对药剂的最大化吸收，提高有效利用率，同时探明田间氯虫苯甲酰胺在植株中消解动态与控害能力的对应关系，明确本防治措施对螟虫等其他非靶标害虫的控制能力及对寄生性天敌的影响等。
致谢：在此对江苏省农产品质量检验测试中心韩凯和徐炜枫副研究员在最终农药残留检测分析中提供的帮助与支持表示感谢！
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